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数独研习室中文本地教程
唯一性

Gurth 对称定理

题目在某种对称变换与数字重新命名后仍保持一致,又已确认唯一解时,答案也必须保持同样的对应关系。对称固定格只允许使用映射到自身的数字。

先记住一句话

位置照镜子,数字换名字;题目唯一,答案也得对上。

本方法依赖唯一解。先完成唯一性核验,才能使用下面的推理。

怎样找到这个突破口

  1. 先通过唯一解核验。选择主对角反射、副对角反射或半周旋转中的一个位置变换。
  2. 检查每个已填格都在变换后的对应位置有已填数,空格也必须对应空格;逐个数字建立一致的 A→B 映射。
  3. 九个数字的映射都必须已知且一一对应,不能一个数映到两种数,也不能两个数映到同一个数。
  4. 位置变换后仍是自己的格,只能保留 A→A 这样的自映射数字。
  5. 其他格的候选 A 若在对位格找不到对应候选 B,就可删除 A;不要仅凭看起来对称直接填写。

为什么这样做成立

把一个完整答案按位置对称,再按数字双射重新命名,行列宫规则仍然成立。已填数也保持原样,所以变换后仍是同一道题的答案。原题只有一个答案,变换后的答案就必须与原答案相同。

因此轴上或中心等固定位置的数字必须在重命名后仍是自己。其他镜像位置则必须成对满足数字映射,不能一边允许 A、另一边却完全没有它应对应的 B。

一一映射怎样检查

把九个数字各写在一张卡片上,给每张卡指定唯一的新名字。新名字不能重复,而且九个旧名字都要有对应。检查所有已填数时,同一个旧数字每次都必须得到同一个新名字。

唯一性为何不可少

没有唯一性时,对称变换可能把一个答案变成另一个不同答案,题目仍然有效,不能要求每个答案自身对称。只有确认答案唯一,才能把“变换后仍是答案”推进为“变换后必须是同一个答案”。

对照例题:边看题,边学方法

先自己观察,再按步骤对照。解题方法的题例保留完整候选,用于练习当前这一步;操作指南的题例用于跟做本课功能。候选结构练习可能有多个完整解。

对照例题 1

Gurth 对称定理 · 对照示范 1

去盘面练习 ↗

先找相关区域,再说清楚结构为什么成立。

Gurth 对称定理 · 对照示范 1 · 先看盘面列号在上方,行号在左侧。显示这张题的完整候选笔记。黄色为观察格,红色划线可删除,绿色大数字为确定填数。4678678948934579347913569358921678126789325792792578156945689148512489234962487138938913456123612458124924634569734569145612671249124938259456992368248247524673462311357137961345784572135934591358415896123251359135897213781581345713479134563458112233445566778899

先自己观察。这是完整的数独候选盘,可以直接和文字步骤对照。

自己动手:5 道巩固练习

先不看答案,打开练习盘完成本课目标,再回来核对理由。练习通过数字替换、旋转或镜像形成同结构变式,帮助你换个位置也能认出来。

本课已完成 0 / 5 题

巩固练习 1 / 5

Gurth 对称定理 · 巩固练习 1

打开这题,自己做 ↗

使用“Gurth 对称定理”找到一步可以确定填数或删除候选的推理;先指出观察格,再说明理由。

同结构变式 · 左右镜像 · 数字重新编号 · 来源:Shining Mirror 对称定理(题例)

Gurth 对称定理 · 巩固练习 1 · 先看盘面列号在上方,行号在左侧。显示这张题的完整候选笔记。黄色为观察格,红色划线可删除,绿色大数字为确定填数。2346934597148913489169568915683569135792368289238942567895678469467981265124912679316713459813459125127961237245713457135923964127912798257135772414512583128126245691349347921386134785478934788346793479232475367913467134651347914781347836746782112233445566778899
需要时,看一点提示

先回想本课口诀:“位置照镜子,数字换名字;题目唯一,答案也得对上。” 图中已保留本题完整候选,先找结构,暂时不要展开答案。

做完后,对照答案与理由

盘面的全部已填数满足副对角反射和数字一一映射:1→1,2→2,3→4,4→3,5→8,6→6,7→9,8→5,9→7。由于已核验唯一解,完整答案也必须保持这组对应。位于对称轴的格只可取映射到自身的数字;其他格的候选必须在对位格有对应候选。

Gurth 对称定理 · 巩固练习 1 · 查看结论列号在上方,行号在左侧。显示这张题的完整候选笔记。黄色为观察格,红色划线可删除,绿色大数字为确定填数。2346934597148913489169568915683569135792368289238942567895678469467981265124912679316713459813459125127961237245713457135923964127912798257135772414512583128126245691349347921386134785478934788346793479232475367913467134651347914781347836746782112233445566778899
  • 第1行第9列删除候选 5
  • 第1行第9列删除候选 8
  • 第2行第8列删除候选 5
  • 第2行第8列删除候选 7
  • 第2行第8列删除候选 8
  • 第2行第8列删除候选 9
  • 第3行第7列删除候选 7
  • 第3行第7列删除候选 9
  • 第5行第5列删除候选 7
  • 第5行第5列删除候选 9
  • 第6行第4列删除候选 5
  • 第6行第4列删除候选 8
  • 第8行第2列删除候选 3
  • 第8行第2列删除候选 4
  • 第8行第2列删除候选 7
  • 第8行第2列删除候选 9
  • 第9行第1列删除候选 3
  • 第9行第1列删除候选 4

最容易弄错的地方

  • 盘面外形对称不足以使用,必须同时检查全部数字映射和唯一解。
  • 缺少某个数字的已知映射时,本地方法不会猜出它该映到什么。
  • 数字映射不是大小关系,例如 1→7 不表示其他数字也统一加 6。
  • 手动删错候选可能破坏对应关系,使用前应先确认当前笔记仍保留真实答案。
本地支持的具体范围

本地支持主/副对角反射及 180° 旋转;要求当前全部已填数给出完整九数字双射并已核验唯一性,不推测缺失映射。

和孩子一起说一说

像给数字换名字:如果照镜子后 2 变成 8,所有 2 都必须这样变吗?镜子上不移动的格,能放一个变了名字的数吗?

学会了吗?做个小检查

某格在位置变换后仍是自身,数字映射中 2→8,这格可以填 2 吗?